本發(fā)明涉及金屬表面處理領域，尤其涉及一種紫銅色鋁材電解著色槽液。

背景技術：

在大自然環(huán)境中鋁材與氧氣發(fā)生緩慢的氧化還原反應，在鋁材表面形成氧化鋁膜，但是這種氧化鋁膜結構松散，不利于保護鋁或鋁合金?，F(xiàn)有的鋁材表面處理工藝步驟中一般先陽極氧化，后電解著色，能改善鋁材的耐候性，耐磨性，耐光性以及耐熱性。

目前，用于建筑型材的著色鋁合金主要是著古銅色系和青銅色系，所用的電解液一般是錫鹽、鎳鹽或鈷鹽等系列，槽液的分散能力相好，對雜質(zhì)不太敏感，膜層色調(diào)均勻、穩(wěn)定，色差小，且對環(huán)境污染的影響相對較小。而著玫瑰紅色的電解液一般采用硫酸銅，但是銅離子在電解時停留在氧化鋁膜孔洞的表層，著色不牢；另外，孔洞較大的還原生成銅原子聚集多，造成顏色不均勻，需要一種新的紅色系電解著色槽液來解決上述技術問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題在于，提供一種紫銅色鋁材電解著色槽液，可在鋁材上均勻著色。

本發(fā)明所要解決的技術問題還在于，提供一種紫銅色鋁材電解著色槽液，著色牢固穩(wěn)定。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種紫銅色鋁材電解著色槽液，包括五水硫酸銅、七水硫酸鎳、硫酸、添加劑和水；所述五水硫酸銅的質(zhì)量濃度為10-15g/l,所述七水硫酸鎳的質(zhì)量濃度為2-4g/l,所述硫酸的質(zhì)量濃度為16-22g/l,所述添加劑的質(zhì)量濃度為10-15g/l。

作為所述紫銅色鋁材電解著色槽液的優(yōu)選技術方案，所述添加劑按重量百分比計包括以下原料：

酒石酸8-15%；

檸檬酸5-10%；

硼酸5-10%；

鄰苯二酚1-5%；

甲基對苯二酚1-5%；

水余量。

作為所述紫銅色鋁材電解著色槽液的優(yōu)選技術方案，所述著色槽液在使用時需實時監(jiān)控五水硫酸銅和添加劑的濃度，當?shù)陀谖逅蛩徙~和添加劑濃度范圍，按五水硫酸銅：添加劑=1：1的濃度配比添加至所述著色槽液。

作為所述紫銅色鋁材電解著色槽液的優(yōu)選技術方案，所述著色槽液的使用溫度為18-20℃。

作為所述紫銅色鋁材電解著色槽液的優(yōu)選技術方案，采用交直流電源電解著色，著色電壓為14-18v。

實施本發(fā)明，具有如下有益效果：

本發(fā)明所述紫銅色鋁材電解著色槽液加入七水硫酸鎳可有效地提高槽液的電導率，有利于銅離子還原成銅原子，即使在多孔質(zhì)層孔洞尺寸較小處也很容易發(fā)生氧化還原反應，從而提高在多孔質(zhì)層孔洞尺寸較小處銅原子含量，在宏觀上表現(xiàn)為鋁材的表層紫銅色更均勻；另一方面，由于槽液的電導率提高了，比現(xiàn)有同類配方相比生成銅原子的位置也更接近氧化鋁膜的活性層，銅原子難以脫落出來，銅原子的附著力增強，著色牢固穩(wěn)定。

另外，在其他添加劑的配合下，使得著色槽液具有防沉淀，防止還原劑氧化特性的穩(wěn)定槽液。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將對本發(fā)明作進一步地詳細描述。

鋁材經(jīng)過陽極氧化處理后在表面形成一層氧化鋁膜，氧化鋁膜表面是多孔質(zhì)層，氧化鋁膜的底層與鋁基體相連接觸，則是致密的氧化膜薄層，也稱為活性層或阻擋層。而將浸入某種金屬鹽的電解液中，并作為一個電極(因用交流電)，而另一極可以用與電解液所含金屬鹽相同的純金屬板或石墨、不銹鋼板等。當兩極同時通以交流電時，(一般在低電壓和低電流密度的條件下)，鋁制品就自動地變成陰極，而且從其上面釋放出氫氣，同時金屬溶液中的金屬離子在鋁制品附近形成強烈的離子濃度差，并通過多孔質(zhì)層深入到活性層上，交替地承受劇烈的還原作用和緩慢的氧化作用，也即活性層強烈地吸引金屬離子，并與在那里產(chǎn)生的負靜電荷反復發(fā)生放電和析出金屬微?；蚪饘傺趸?，并沉積在氧化膜微細孔的底部3-6μm處。這些微粒通常呈毛發(fā)狀、球狀或粒狀，在光線作用下這些金屬微粒發(fā)生衍射，就使氧化膜呈現(xiàn)各種顏色，此為電解著色。

常用的紫銅色系的電解著色槽液中電解主鹽為硫酸銅，通過在鋁型材氧化膜孔中電解沉積金屬銅的方式得到紫銅色鋁型材，紫銅色鋁型材被普遍用于高檔建筑的室內(nèi)裝飾材料。但現(xiàn)有紫銅色系的電解著色槽液存在以下兩個問題：（1）銅原子在多孔質(zhì)層孔徑大的孔洞沉積較多，而孔洞尺寸較小的則難以沉積，孔洞尺寸較小處銅原子沉積厚度也不如孔洞尺寸較大處銅原子沉積厚度，導致著色不均勻；（2）銅原子沉積位置較淺，難以到達活性層，容易脫落，造成著色不牢固穩(wěn)定。

為解決現(xiàn)有的技術問題，本發(fā)明提供一種紫銅色鋁材電解著色槽液，包括五水硫酸銅、七水硫酸鎳、硫酸、添加劑和水；所述五水硫酸銅的質(zhì)量濃度為10-15g/l,所述七水硫酸鎳的質(zhì)量濃度為2-4g/l,所述硫酸的質(zhì)量濃度為16-22g/l,所述添加劑的質(zhì)量濃度為10-15g/l。其中五水硫酸銅與七水硫酸鎳的濃度配比為2.5-7.5:1，試劑用量小，顏色均勻，著色穩(wěn)定。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)當七水硫酸鎳的質(zhì)量濃度超出2-4g/l范圍時電導率都出現(xiàn)明顯下降，因此該范圍是優(yōu)選選擇。

本發(fā)明所述七水硫酸鎳是銅離子還原成銅原子的促進劑。在槽液中加入七水硫酸鎳可有效地提高槽液的電導率，有利于銅離子還原成銅原子，即使在多孔質(zhì)層孔洞尺寸較小處也很容易發(fā)生氧化還原反應，從而提高在多孔質(zhì)層孔洞尺寸較小處銅原子含量，在宏觀上表現(xiàn)為鋁材的表層紫銅色更均勻；另一方面，由于槽液的電導率提高了，比現(xiàn)有同類配方相比生成銅原子的位置也更接近氧化鋁膜的活性層，銅原子難以脫落出來，測試發(fā)現(xiàn)銅原子的附著力變強，著色牢固穩(wěn)定。

需要說明的是，所述添加劑按重量百分比計包括以下原料：

酒石酸8-15%；

檸檬酸5-10%；

硼酸5-10%；

鄰苯二酚1-5%；

甲基對苯二酚1-5%；

水余量。

其中，添加劑中酒石酸和檸檬酸為絡合劑，能穩(wěn)定槽液中的金屬離子濃度，起到防沉淀的作用。而硼酸為緩沖劑，鄰苯二酚和甲基對苯二酚可防止還原劑氧化，防老化。

下面通過具體實驗進一步說明：

1、實驗對象：

試樣1：采用本發(fā)明拋光液電解著色后的鋁材；

試樣2：拋光液比試樣1的拋光液缺少添加硫酸鎳，采用該拋光液電解著色后的鋁材。

2、電解條件

將試樣1和試樣2的鋁材在溫度為18-20℃，16v的交流電下電解3分鐘。

3、測試項目

測試試樣1和試樣2電解前著色槽液的電導率、銅原子粒徑、銅原子在氧化鋁膜多孔質(zhì)層的位置。

4、實驗結果

從上表可知，加了少量硫酸鎳后所述著色槽液電導率顯著提高，而銅原子與氧化鋁膜活性層的最短距離從5.2μm減少至1.3μm，著色穩(wěn)定性明顯提高。

本發(fā)明所述著色電解槽液的使用方法：將鋁材置于電解著色槽液，在溫度為18-20℃，14-18v的交直流電下電解1-5分鐘，具體電解時間視電鍍顏色深淺而定，淺色的產(chǎn)品電解時間短，深色的產(chǎn)品電解時間長。

所述著色電解槽液在電解過程中會損耗硫酸銅和添加劑，改變著色電解槽液離子濃度，從而影響著色效果，為此使用過程中需實時監(jiān)控五水硫酸銅和添加劑的濃度，當?shù)陀谖逅蛩徙~和添加劑濃度范圍，按五水硫酸銅：添加劑=1：1的濃度配比添加至所述著色槽液。所述五水硫酸銅和添加劑濃度范圍為初始拋光液濃度比。

下面通過具體實施例進一步說明：

實施例1

紫銅色鋁材電解著色槽液包括五水硫酸銅、七水硫酸鎳、硫酸、添加劑和水；所述五水硫酸銅的質(zhì)量濃度為12g/l,所述七水硫酸鎳的質(zhì)量濃度為3g/l,所述硫酸的質(zhì)量濃度為18g/l,所述添加劑的質(zhì)量濃度為12g/l；所述添加劑按重量百分比計包括以下原料：9%酒石酸，7%檸檬酸，8%硼酸，2%鄰苯二酚，3%甲基對苯二酚，余量為水。

實施例2

紫銅色鋁材電解著色槽液包括五水硫酸銅、七水硫酸鎳、硫酸、添加劑和水；所述五水硫酸銅的質(zhì)量濃度為14g/l,所述七水硫酸鎳的質(zhì)量濃度為2g/l,所述硫酸的質(zhì)量濃度為20g/l,所述添加劑的質(zhì)量濃度為13g/l；所述添加劑按重量百分比計包括以下原料：10%酒石酸，6%檸檬酸，7%硼酸，1%鄰苯二酚，2%甲基對苯二酚，余量為水。

實施例3

紫銅色鋁材電解著色槽液包括五水硫酸銅、七水硫酸鎳、硫酸、添加劑和水；所述五水硫酸銅的質(zhì)量濃度為11g/l,所述七水硫酸鎳的質(zhì)量濃度為4g/l,所述硫酸的質(zhì)量濃度為17g/l,所述添加劑的質(zhì)量濃度為11g/l；所述添加劑按重量百分比計包括以下原料：12%酒石酸，8%檸檬酸，6%硼酸，3%鄰苯二酚，1%甲基對苯二酚，余量為水。

實施例4

紫銅色鋁材電解著色槽液包括五水硫酸銅、七水硫酸鎳、硫酸、添加劑和水；所述五水硫酸銅的質(zhì)量濃度為12g/l,所述七水硫酸鎳的質(zhì)量濃度為3g/l,所述硫酸的質(zhì)量濃度為21g/l,所述添加劑的質(zhì)量濃度為14g/l；所述添加劑按重量百分比計包括以下原料：13%酒石酸，6%檸檬酸，9%硼酸，4%鄰苯二酚，2%甲基對苯二酚，余量為水。

實施例5

紫銅色鋁材電解著色槽液包括五水硫酸銅、七水硫酸鎳、硫酸、添加劑和水；所述五水硫酸銅的質(zhì)量濃度為13g/l,所述七水硫酸鎳的質(zhì)量濃度為4g/l,所述硫酸的質(zhì)量濃度為19g/l,所述添加劑的質(zhì)量濃度為14g/l；所述添加劑按重量百分比計包括以下原料：10%酒石酸，3%檸檬酸，8%硼酸，4%鄰苯二酚，4%甲基對苯二酚，余量為水。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發(fā)明的保護范圍。